Matrixschreibweise

Um lineare Gleichungssysteme (LGS) strukturiert und
übersichtlich zu lösen, bietet sich die Matrixschreibweise an.
Hier werden nur die Koeffizienten notiert.
Mit Hilfe des Additionsverfahrens werden nach und nach Koeffizienten so eliminiert,
dass am Ende nur noch Koeffizienten auf der Hauptdiagonalen ungleich 0 sind.
Statt $ \begin{array}{cc@{\,}c@{\,}c@{\,}c@{\,}r} \textrm{(I)} &1a&+1b&+1c&=&-1\\ \textrm{(II)} &1a&-1b&+1c&=&7\\ \textrm{(III)}&4a&+2b&+1c&=&1 \end{array}$ schreiben wir $\left( \begin{array}{rrr|r} 1& 1 &1&-1\\ 1&-1 &1&7\\ 4& 2 &1&1 \end{array} \right) $
  • eine Spalte je Variable
  • wir schreiben nur die Vorfaktoren
  • eine Zeile pro Gleichung
  • die Zahlen nach dem $=$ kommen hinter den Strich
  • Klammer um das LGS
Beispiel zu Lösen eines LGS:
$ \left(\begin{array}{rrr|r} 1& 1 &1&-1\\ 1&-1 &1&7\\ 4& 2 &1&1 \end{array}\right) \begin{array}{ll} |\cdot (-1) & |\cdot (-4)\\ \leftarrow\rule{1pt}{10pt}+ & |\\ \longleftarrow\!\!-\!-\!-\!-\!\!\!& |+ \end{array} $
$ \sim \left(\begin{array}{rrr|r} 1& 1 & 1&-1\\ 0&-2 & 0&8\\ 0&-2 &-3&5 \end{array}\right) \begin{array}{l} \\ |\cdot (-1) \\ \leftarrow\rule{1pt}{10pt}+ \\ \end{array} $
$ \sim \left(\begin{array}{rrr|r} 1& 1 & 1&-1\\ 0&-2 & 0&8\\ 0& 0 &-3&-3 \end{array}\right) \begin{array}{l} \\ |:(-2)\\ |:(-3) \end{array} $
$ \sim \left(\begin{array}{rrr|r} 1& 1 & 1&-1\\ 0& 1 & 0&-4\\ 0& 0 & 1& 1 \end{array}\right) \begin{array}{ll} \longleftarrow+\\ \qquad \rule{1pt}{14pt}\\ | \cdot (-1)\\ \end{array} $
$ \sim \left(\begin{array}{rrr|r} 1& 1 & 0&-2\\ 0& 1 & 0&-4\\ 0& 0 & 1& 1 \end{array}\right) \begin{array}{ll} \longleftarrow+&-\!-|\\ | \cdot (-1) &-\!-|\\ \\ \end{array} $
$ \sim \left(\begin{array}{rrr|r} 1& 0 & 0& 2\\ 0& 1 & 0&-4\\ 0& 0 & 1& 1 \end{array}\right) $
Somit ist $a=2, b=-4$ und $c=1$